一年一度的中國**工業(yè)博覽會順利閉幕，此次盛會共設(shè)八個展區(qū)，其中“工業(yè)機(jī)器人展”匯集了國內(nèi)外****前沿的機(jī)器人技術(shù)，成為整個博覽會人氣**旺、市場轉(zhuǎn)化率**的展區(qū)。從目前的情況上看，隨著人工費上漲及人手不足問題越來越嚴(yán)重，各生產(chǎn)行業(yè)對機(jī)器人的需求也將日益增多，工業(yè)機(jī)器人將成為工廠自動化越來越重要的一部分。

　　機(jī)械手臂是機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域?qū)嶋H應(yīng)用**廣泛的自動化機(jī)械裝置，盡管它們的形態(tài)各有不同，但它們都有一個共同的特點，即通過接受指令，**地定位到三維（或二維）空間上的某一點進(jìn)行作業(yè)。機(jī)械手臂一般有伸縮、旋轉(zhuǎn)和升降這三種運動，其中旋轉(zhuǎn)、升降運動是由橫臂和產(chǎn)柱去完成的，手臂的基本作用則是將手爪移動到所需位置以及承受抓取工件的**重量和手臂自身的重量等。此外，管路、冷卻裝置、行程定位裝置和自動檢測裝置等，一般也都裝在手臂上。因此，手臂的結(jié)構(gòu)、工作范圍、承載能力和動作精度都會直接影響整個機(jī)械的工作性能。

　　合金鋼、經(jīng)過熱處理的**鋼、鋁合金等輕型合金都是制作機(jī)械手臂的原材料，但是從此次工業(yè)博覽會的展出情況看，以碳纖維復(fù)合材料為原材料的機(jī)械手臂將成為未來幾年機(jī)械臂生產(chǎn)的一大趨勢。例如，無錫威盛新材料有限公司展出了一款碳纖維機(jī)械臂，該機(jī)械臂是蕪湖機(jī)器人產(chǎn)業(yè)園一機(jī)器人龍頭企業(yè)的定制產(chǎn)品，整個機(jī)械手臂長930mm，寬150mm，壁厚５mm，總重量卻只有3千克。據(jù)悉，雖然碳纖維機(jī)械臂在成型工藝上存在一定難度，不過，從比重、強(qiáng)度、蠕變性及成本價格等多方面因素綜合比較，碳纖維機(jī)械臂取代傳統(tǒng)金屬材質(zhì)機(jī)械臂的風(fēng)頭正健。

　　作為一個運動性部件，機(jī)械手臂一般要完成各類已定或?qū)⒍ǖ倪\動，材質(zhì)的選擇決定了機(jī)械手臂的動態(tài)性能和靜態(tài)性能。首先，輕型材料是制作機(jī)械臂的*選擇。因為機(jī)械手臂的自重不僅影響它的運動便捷性，還直接影響到驅(qū)使運動的能源消耗量。機(jī)械手臂是運動的，需要有良好的受控性，因此不能過笨重，重量越輕轉(zhuǎn)動慣量越小。從這個角度上說，鋼類材料**重，比鋁合金要重60%以上，高強(qiáng)度鋼達(dá)到7.8g/cm3，鋁也有2.7g/cm3，碳纖維比重**小，只有1.75g/cm3，因而碳纖維制成的機(jī)械臂是目前所有材質(zhì)中**輕的，能使機(jī)械臂操作更加靈便準(zhǔn)確。

　　其次，機(jī)械手臂在承受載荷時，不能有斷裂和應(yīng)變，也就是說用來制作機(jī)械手臂的材料要有足夠的強(qiáng)度，必須選擇“高強(qiáng)度的材料”。從**性能看，鋁比不上鋼，就算是很好的鋁，從模量、強(qiáng)度和韌性上看，**性能仍舊比不上鋼，鋁合金的重量介于碳纖維和碳鋼之間，強(qiáng)度次于碳纖維，高于碳鋼，但韌性較低，缺乏彈性。碳纖維的特點不僅是質(zhì)輕，強(qiáng)度更高。目前碳纖維復(fù)合材料強(qiáng)度約為1400MPa，而鋼呢？一般的鋼不過是600MPa，在比強(qiáng)度上碳纖維要比鋼高出許多。

　　再者，機(jī)械臂的工作環(huán)境對材質(zhì)也提出了相應(yīng)的要求，比如一定的溫差中，金屬會出現(xiàn)相應(yīng)的蠕變情況，這種蠕變看似微乎其微，但是對機(jī)械臂操作**的影響還是比較明顯的。碳纖維不同于一般的鋼和鋁合金，在零下幾十度到200℃之間都能保持**小的蠕變性，因此可以適用于不同的工作環(huán)境中。

　　另外，從經(jīng)濟(jì)的角度方面來取舍的話，看似碳纖維原材料比鋁合金要貴很多，但是在具體應(yīng)用中，從原材料到成型，這其中的加工成本所占的成本比例更大。根據(jù)近期市場的反映，同樣型號的鋁合金機(jī)械臂與碳纖維機(jī)械臂的成本價格所差無幾，因此，在性價比綜合因素上看，碳纖維材質(zhì)的機(jī)械臂將有非常廣闊的應(yīng)用前景。